自動控制原理(胡壽松)

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1、自動化專業(yè)概論西安交通大學系統(tǒng)工程研究所萬百五制1莘莘學子的問題?進入“自動化”各類專業(yè)的每個莘莘學子,都渴望了解自己所學的專業(yè):(4)在大學接受高等教育和在中學接受中等教育有何區(qū)別,怎樣適應大學的學習生活,怎樣最大限度地調動自己的學習潛力,發(fā)揮自己學習上的主動性,發(fā)展自己的特長和才華,創(chuàng)造性地進行學習?(3)自己在學校環(huán)境里將學到哪些知識,獲得哪些技能,培養(yǎng)哪些能力?(2)學校將通過哪些途徑把自己培養(yǎng)成有什么樣素質的自動化技術人才?(1)自動化專業(yè)的性質,它在我國社會主義建設中的作用和地位,自動化技術的當前概貌和它的未來發(fā)展;?2

2、本課和本教科書的任務本書——《自動化(專業(yè))概論》萬百五、韓崇昭、蔡遠利編武漢工業(yè)大學出版社2002年6月有些內容初學者比較不易理解。教師只宜作簡略介紹,留待日后的學習過程中再自學、復習和逐步消化??梢宰鳛樗麄冊谛F陂g的專業(yè)學習的導引本書是整個專業(yè)的概論或導論本書回答各類自動化專業(yè)新同學的有關專業(yè)和培養(yǎng)的問題本教材的各章適用于學生在大學學習的整個過程?3本課主講教師:輔導或答疑教師:本課考核方式:考查。本課考查以書面回答25道思考題,每章至少2題,作為考查的評分依據(jù)。本課共學時,其中組織本校實驗室參觀學習一次,同學間討論2次。?4什

3、么是自動化?(a)手動控制漫畫(b)自動控制圖2.2水溫的手動控制和自動控制的示意圖?5圖中水溫的操作員要用手(通過感覺)來測試水的溫度,并將此溫度與他要求的值(給定值)相比較(通過大腦)。同時他要決定(通過大腦):他的手應該朝哪個方向旋轉加溫用的蒸汽閥門和旋轉多大的角度。采用自動控制時上述功能都有各種的元件和儀表來代替。例如,溫度測量元件、控制記錄儀表和調節(jié)閥等。?6防空導彈制導1-目標跟蹤雷達2-導彈導引雷達3-計算機雷達4-導彈發(fā)射架?7各種現(xiàn)代火炮的俯仰角和方位角都是自動控制的,特別用雙雷達控制的防空導彈可以自動跟蹤高空的飛

4、行目標進行命中爆炸(圖2.1)。?8現(xiàn)代社會和現(xiàn)代生活離不開對一些物理量的控制,包括實現(xiàn)對這種控制的自動化。例如公共電網上的電壓是50周、220伏的交流電。為此,在發(fā)電廠就要設法控制電壓、頻率這兩物理量為恒值,這要采用自動調壓和自動調頻裝置。在工業(yè)生產中,如在化肥廠控制反應釜(塔)內溫度和壓力為恒值,使化學反應速度加快。在機械加工廠金屬切削機床上,經常是控制工件或刀具的轉速為恒值,使產品的質量、產量能提高。而各種現(xiàn)代火炮的俯仰角和方位角都是自動控制的?,F(xiàn)代生活中,空調器保持室內溫度為恒值、衛(wèi)生潔具水箱的水位也保持為恒值。其它如冰箱、

5、洗衣機無不進行一些物理量的控制為恒值,而洗衣機更把洗衣、漂洗和脫水等操作自動按程序進行。?9自動化的作用加速社會的產業(yè)結構的變革和社會信息化的進程1.提高社會生產率和工作效率,2.節(jié)約能源和原材料消耗,3.保證產品質量,4.改善勞動條件,減輕體力、腦力勞動,5.改進生產工藝和管理體制。?10自動化的研究內容有自動控制和信號處理兩個方面,包括理論、方法、應用硬件和軟件等。從應用觀點來看,研究內容有過程自動化、機械制造自動化、武器及軍事自動化、辦公室自動化和家庭自動化等。?11以信息化帶動工業(yè)化 以工業(yè)化促進信息化中國共產黨十六次代表大

6、會報告自動化是一個國家或社會現(xiàn)代化水平的重要標志?12本課內容1.專業(yè)培養(yǎng)目標和人才素質要求2.自動化的概念和發(fā)展簡史3.自動控制系統(tǒng)的類型和組成4.基本的控制方法5.控制和自動化的應用范疇6.控制和自動化的展望7.自動化類專業(yè)的教學安排8.學習原理與學習方法?131自動化專業(yè)培養(yǎng)目標和人才素質要求1.1自動化和自動化類專業(yè)?14控制科學與工程學科圖1.1學科組成示意圖自動化自動控制控制理論電氣工程與自動化工業(yè)自動化機械制造自動化電力系統(tǒng)自動化151.2高等院校自動化類專業(yè)的培養(yǎng)目標培養(yǎng)適合社會主義現(xiàn)代化建設需要,德智體全面發(fā)展,在

7、控制理論、控制系統(tǒng)、生產過程自動化、人工智能與機器人控制等領域具有寬廣理論基礎和相關專門知識,具有創(chuàng)新和開拓精神的高級工程技術人才。畢業(yè)生能在國民經濟及國防各部門和行業(yè)從事信息及控制系統(tǒng)的研究、設計、集成、開發(fā)、制造和應用等工作。在“十六大”的精神下如何將培養(yǎng)目標具體化、時代化?161.3一些術語(1)科學科學(Science)是指對各種事實和現(xiàn)象進行觀察、分類、歸納、演繹、分析、推理、計算和實驗,從而發(fā)現(xiàn)規(guī)律,并對各種定量規(guī)律予以驗證和公式化的知識體系??茖W的任務是揭示事物發(fā)展的客觀規(guī)律,探求真理,作為人們改造世界的指南。(2)技

8、術技術(Technology)是指人類根據(jù)生產實踐經驗和自然科學原理改變或控制其環(huán)境的手段和活動,是人類活動的一個專門領域。技術的任務是利用和改造自然,以其生產的產品為人類服務。(3)工程工程(Engineering)是指應用科學知識

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